THEME 2A – De la plante sauvage à la plante domestiquée TP4 – Le devenir des produits de la photosynthèse
La photosynthèse produit du glucose en grande quantité mais aussi de façon discontinue (seulement à la lumière). La plante doit donc mettre en réserve les molécules produites par la photosynthèse. Le stockage se fait notamment via des polymères tels que l’amidon. Néanmoins, la plante doit également convertir les glucides en d’autres familles de molécules (lipides, acides aminés, acides nucléiques) pour renouveler ses constituants et assurer sa croissance.
Problème posé : Comment la plante stocke et transforme-t-elle les produits de la photosynthèse ?
Matériel et données :
- Manuel BELIN p226 à 231 + p233 et documents 1 à 4
- Microscope, 4 lames, 4 lamelles, Lugol, Rouge Soudan III, Réactif du Biuret, liqueur de Fehling + bain marie 60°C, Carmino-vert (+ javel, acide acétique) - Echantillons biologiques : pomme de terre, carotte, banane, prune, haricot, pois, noix + Tiges (laurier, olivier …) + Lames de rasoir, ciseaux fins
Propositions d’activités Capacités / Critères de réussite
ACTIVITE 1 : Le stockage des glucides dans la plante
ETAPE 1 : Proposez une stratégie pour identifier la nature de l’organe et des molécules de réserve stockées dans les échantillons proposés (voir document 1).
ETAPE 2 : Réalisez les manipulations proposées afin d’identifier les molécules stockées et la nature de l’organe de réserve.
Appelez le professeur pour vérification
ETAPE 3 : Récapitulez vos résultats sous une forme judicieuse.
ACTIVITE 2 : La conversion des molécules et leur rôle dans le soutien et la croissance
ETAPE 1 : Proposez une stratégie pour identifier les molécules de la paroi et leur rôle dans la croissance et le soutien (s’aider du document 3 et 4).
ETAPE 2 : Réalisez la manipulation proposée afin d’identifier la localisation des composés de la paroi au sein du végétal et leurs rôles.
Appelez le professeur pour vérification
ETAPE 3 : Récapitulez vos résultats sous une forme judicieuse.
ETAPE 4 : Rédigez un texte permettant de répondre à la problématique.
En fin de séance, rangez le matériel et nettoyez la paillasse.
Recenser, extraire des informations Quoi ? Comment ? Attendu ?
Suivre un protocole
Respect des consignes et sécurité, réalisation convenable du geste (coupe végétale), pas d’interversions des réactifs,
organisation de l’espace de travail.
Utiliser un microscope optique
Préparation microscopique soignée (bulles d'air, eau), Mise au point correcte et grossissement pertinent, Objet centré,
Identification des composés de réserve, Rangement
Présenter les résultats à l’écrit
Techniquement correct renseigné correctement, organisé pour répondre à la question
Gérer et organiser le poste de travail
PROTOCOLE : Identification des réserves au sein de différents végétaux MATERIEL
- Différents échantillons végétaux : pomme de terre, carotte, banane, prune (ou raisin), haricot, pois, noix …
- Réactifs pour les différents tests : - Lugol (eau iodée)
- Réactif de Biuret : CuSO4 puis NaOH à 1mol/L
- Rouge Soudan III - Liqueur de Fehling
- Verre de montre
- Microscope et lames/lamelles - Bain-marie à 60°C + tube à essai - Blouse, lunettes
- Lame de rasoir, ciseaux fins
- Mortier et pilon (paillasse professeur)
PROTOCOLE
- Réaliser des coupes fines ou des broyats selon nature de l’échantillon - Appliquer les réactifs sur les coupes ou broyat
- Déposer les échantillons sur une lame et recouvrir d’une goutte d’eau puis d’une lamelle
- Observer à l’œil nu ou au microscope optique
Ressource supplémentaire : (Modifié d’après BELIN p223)
Réactif Molécule identifiée Résultat
Lugol Sucre complexe (amidon) Coloration bleutée (amidon), noire (glycogène)
Liqueur de Fehling Sucre simple (glucose, fructose) Coloration orange à rouge brique en présence de sucres simples
Rouge Soudan III Lipides Lipides colorés en rouge
Réactif de Biuret Protéines Protéines colorées en violet
PROTOCOLE : Protocole de coloration au carmin aluné – vert d’iode (Carmino-Vert) MATERIEL
- Différents organes de différentes plantes : Tige de kiwi (Actinidia), Tige de laurier, tige d’olivier, tige de menthe …
- Microscope optique - Lames / lamelles
- Lames du commerce de tige/feuille - Colorant : carmin vert d’iode - Acide acétique
- Javel
- Verres de montre - Lame de rasoir
PROTOCOLE
- Réaliser des coupes transversales dans l'échantillon.
- Placer les coupes 10 minutes dans l'hypochlorite (eau de javel).
- Réaliser un lavage abondant à l'eau.
- Réaliser un lavage rapide dans l'acide acétique dilué (5%).
- Placer les coupes 5 minutes dans le carmin-vert d'iode.
- Réaliser un lavage rapide à l'eau - Observer au microscope optique.
PRECAUTIONS
- Après le traitement à l’eau de javel, il est important de bien rincer à l’eau.
- Il ne faut pas remettre en contact les coupes colorées avec l’eau de javel (elle élimine la coloration).
RESULTATS
- Les tissus cellulosiques apparaissent en rouge / rose
- Les tissus lignifiés et subérifiés (lignifiés) apparaissent en vert.
Source : http://planet-vie.ens.fr/content/coloration-cellulose-lignine#chap2
Document 1 : Les principaux réactifs et les molécules identifiées (BORDAS p221)
Document 2 : Le devenir des produits de la photosynthèse (Hachette p139)
Les glucides produits par la photosynthèse sont appelés « photosynthétats ». Il s’agit notamment du glucose mais pas seulement car le glucose est produit via des molécules plus petites (C3) qui peuvent être facilement converties en d’autres molécules telles que les glucides, les lipides (acides gras), les protéines (acides aminés) mais aussi les acides nucléiques (ADN, ARN).
Document 3 : La cellulose et son rôle (modifié d’après BORDAS p218) Les plantes produisent énormément
de cellulose qui est le constituant principal des parois végétales. La cellulose est un polymère de glucose qui forme des microfibrilles qui s’assemblent pour former des fibres.
Ces fibres sont à la fois résistantes mais également souples. Cette souplesse permet aux fibres de glisser les unes sur les autres. Ceci permet d’accompagner la croissance en agrandissant progressivement la paroi.
En effet, la vacuole se gonfle d’eau ce qui pousse sur les parois et fait glisser les fibrilles de cellulose.
Document 4 : La lignine et son rôle (modifié d’après Bordas p219) La paroi végétale comprend aussi de la lignine, un
composé formé à partir d’acides aminés (phénylalanine) convertis en molécules de type lignol (acide coumarylique H, coniférylique G et sinapylique S). Les plantes accumulent la lignine au niveau des vaisseaux du xylème, d’année en année, ce qui forme des cernes concentriques constituant le bois.
Ces molécules sont hydrophobes et très difficiles à dégrader. Elles sont également très rigides, ce qui assure le soutien de la plante (port dressé). C’est également une adaptation à la vie fixée terrestre.
